风向2018 | 工业物联网的黎明

iot101君
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2018-07-10 14:37:58 来源: 36氪

新材料技术、通信技术和云计算产业的发展,使得“万物互联”成为可能。物联网经过多年的酝酿和发展,已经进入产业融合阶段。可以和物联网碰撞出火花的行业众多,包括智慧城市、智慧工业、智慧医疗、智慧家庭、智慧出行、可穿戴设备等。而对于产业融合,业界不约而同看好工业物联网的发展。

为何业界会把把物联网的聚焦点放在工业领域?有以下几个原因:

1、工业物联网市场规模庞大:工业是国家财政收入的主要来源,其相关的产业市场规模不容小觑。2016年,我国工业物联网市场规模为1896亿元。中信证券前瞻研究认为2020年中国工业物联网规模可以在4500亿元左右,在我国整体物联网产业中占比将达到25%。 

2、投资回报高:在2017年MWC期间一场座谈会上,工业物联网解决方案供应商Uptake创办人表示,企业若能有效使用工业物联网,他们上亿美元的投资会有三倍回报。当然这是建立在企业可以“有效使用工业物联网”的条件基础上,即通过传感器收集大量数据,对数据进行分析,根据分析结果采取对应行动。

3、产品和系统性能要求更高:相比于消费级物联网设备,工业级物联网设备所处的环境较恶劣。这就要求其具备抵抗高温、高湿、高腐蚀性等极端环境的能力,同时对其通信能力和电池寿命提出了较高要求。而在系统层面,一套工业级物联网系统会包含几十亿的数据点。未来在数据处理过程中,会更多采用边缘计算+云计算的融合方案。

业界专家看重看好工业物联网,工业企业们是否也有共识呢?

对于企业而言,集成工业物联网方案更像是顺势而为。

1、从外部环境而言,中国制造业面临激烈竞争,往日优势正在逐渐流失。越南、孟加拉等东南亚国家在低端制造业领域逐渐侵蚀中国空间。而高端制造业方面,德国和日本等发达国家依然保持优势。

2、从内部环境来说,传统工业标准化流程存在劳动效率低、安全风险高等问题。随着国内“缺工”问题越来越严重,企业也“不得不”考虑使用技术手段提高劳动生产力,从人口红利转向人力资本红利。

德勤预测,2020年制造业竞争力会有所上升的国家都是高端技术密集型国家。不想被动挨打,就一定要进行技术和创新转型。发展智能制造的首要步骤就是借助工业物联网技术实现数字化、透明化(当然仅依靠工业物联网一种技术手段是不够的,还需要大数据、机器人等技术的加持)。PwC最新“工业4.0”调查发现,企业运营数字化程度正在逐步提高。33%的调查企业表示具有“高水平”的数字化,这一比例预计在5年内可以提高至72%。

风向2018 | 工业物联网的黎明

共识长久存在,那缘何在这个时间节点重点关注工业物联网呢?

1、政策支持:国家在2016年颁布了《物联网“十三五”规划》,提出推动物联网规模应用。2017年工信部下发了《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展》的通知,目标到2017年末实现NB-IoT网络对直辖市、省会城市等主要城市的覆盖,基站规模达到40万个,这位NB-IoT大规模商用提供了良好基础环境。

2、技术成熟、成本降低:从技术角度来说,通讯技术、云计算、工业大数据、人工智能等技术成熟,分析预测能力和安全性能有所保障。从成本角度来说,根据iotworks大规模调查问卷,阻碍物联网技术和设备发展的主要因素在于成本。高盛数据显示,部分物联网底层传感器成本在过去十年中下降了50%,带宽成本下降了近40倍,数据处理成本下降了近60倍。

风向2018 | 工业物联网的黎明

工业物联网的蛋糕就摆在面前,应该如何“下口”呢?

最基本的工业物联网架构主要包括感知层、网络层、平台层和应用层。感知层主要负责连接设备,以及获取多维数据。网络层负责数据传输,和设备的控制。平台层是以云计算为核心,将采集到的数据进行汇总和处理。应用层位于最顶层,是面向客户的各类应用。

现在看来,每一层均有机会点。

1、感知层,高端传感器的研发,以及MEMS封测和软件的研发:工业物联网感知层涉及较多的数据采集设备包括传感器、MEMS和RFID。但中国传感器市场70%的份额被博世、意法半导体、霍尼韦尔、飞思卡尔、日立等传统电子行业巨头企业占据,高端传感器则主要依靠进口。

MEMS传感器产业链包括研发、设计、代工、封测到应用等环节。根据截至2014年底的统计数据,中国MEMS 传感器企业已经有190家,其中做MEMS产品设计的有143家。不过研发和设计环节大企业更有优势,因为MEMS传感器行业品种众多,单品种的销量很难放大,多品种产品的研发投入非常大。工艺、制造是技术核心,也是中国MEMS产业的“硬伤”。封装和测试环节占MEMS传感器生产成本的30%左右,中国企业可以将关注重点放在新型封装测试技术开发上。同时随着传感器进一步集成,软件使得多种数据融合成为可能。新型公司可以关注下MEMS软件领域的创业机会。

2、网络层,通用网关的开发:在自动化系统和IT系统之间,网关起到承上启下的作用。但由于工业场景比较复杂,网关厂家会布局各自的细分场景和产品层次。这就意味着目前网关厂家的产品很难覆盖所有的应用,再加上对接协议和对接方式的不统一,整个物联网系统搭建的成本依然居高不下。从市场需求来看,定位于通用市场的网关需求最强烈,即可以针对常见的联网设备,采集控制器数据。除了拥有丰富的对上对下接口,还需要预置多种通讯协议,支持二次开发。

围绕NB-IoT通讯技术方面,最上游的芯片领域华为海思和高通进展最快。传统半导体厂商RDA、英特尔等厂商也在进入市场,未来也会分得一杯羹。通讯模组方面,我国主要参与者为中小企业,市场分散竞争激烈。代表企业包括芯讯通、广和通、中兴物联、移远通信、有方科技等传统无线模组厂商,和中移物联网、中兴通讯、联想、新华三等其他领域厂商。中游的连接管理服务则主要还是被三大运营商掌握。

不过单一一种无线连接技术是无法满足所有工业场景的,未来终端通信方式必然是多技术融合方案。

3、平台层,向垂直细分行业提供定制化服务:集成工业物联网,需要将工业系统与IT系统深度融合。这要求服务商对工业有较深的理解,工业巨头在这方面更具优势。所以我们看到,自2015年以来工业巨头相继推出了PaaS云平台,国际主要参与者包括GE、西门子、ABB、施耐德、菲尼克斯等,国内主要参与者包括三一重工、海尔、中国航天科工等。

但对于中小企业来说,这类平台一般存在两个问题——安装和维护成本高,供需错配不够定制化。因此我们也看到市面上出现了一些主打低成本、定制化特点的工业物联网平台服务商。但是未来,这些服务商依然要考虑推出相对通用的产品,以满足低成本快速规模化复制盈利的需求。

风向2018 | 工业物联网的黎明

4、应用层,看好制造业、交通和物流行业,以及能源和公共事业:制造业是最大的工业物联网市场。根据IDC数据,2016年全球在制造业IoT方案上的投入达到了1025亿美元,而IoT的总投入金额为1780亿美元。制造业IIoT方案主要用于以下三个场景——生产过程的监管和控制、生产资产的管理和维护,以及现场服务。

交通和物流行业是第二大的工业物联网市场。根据IDC数据,2016年全球在交通运输IoT方案上的投入达到了780亿美元。将IoT方案应用在交通行业的典型案例是货运监控,仅2016年相关支出就达到了559亿美元。并且在2020年之前,货运监控会持续成为促进交通IoT投入金额增长的主要动因。

根据IDC数据,2016年全球在公共事业IoT方案上的投入达到了690亿美元,其中智能电网和智能天然气网的投入就达到了578亿美元。

工业物联网方案迅速落地背后的阻碍

虽然产业链条在逐渐完善,企业意识也逐渐建立起来,但是工业物联网方案离大规模落地以及真正起到实际效果还有一段路程要走。我们认为有以下原因:

对于企业的挑战:

1、缺乏资金:根据Mindbowser的2017年工业物联网行业报告,63%的受访公司表示缺乏足够的方案落地资金。

2、不确定投资回报率:大多数工业物联网方案在初期都需要大量的资金投入,但由于生产是个动态过程,长期回报如何并不确定。

3、和现有的机器不兼容:对于很多“历史悠久”的生产设备,最新的技术也许并不适用。相比于升级或是替代现有陈旧生产设备,很多公司选择了更加简单的方案——直接不使用工业物联网。

4、时间问题:升级工业物联网系统需要一定的时间周期。对于在生产关键期的公司来说,升级IIoT系统可能意味着拖延工期、无法按时完成订单。

5、缺乏相关的技术人员。

而对于方案商的挑战,主要在于如何对大量的、混乱的数据进行整合和分析,得出可读的、有商业价值的结论。

结语

工业物联网市场规模庞大,而且有较高的行业壁垒。因为需要较久的从业经验和较深的行业理解力,才能真正了解客户的问题和需求。

工业物联网产业链建设逐渐完善,各个环节都有创业和投资机会,需要早期卡位。

但从需求端来说,中小企业市场培育难度较大,而且对成本敏感。从供给端来说,各环节缺乏统一标准及安全框架。因此工业物联网行业短期内盈利能力还不是很强。

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